Чарльзу Уитстону - два века

Давид Шарле

Чарльз Уитстон прославился своими исследованиями и изобретениями в различных областях физики, особенно в электросвязи. Как и многие ученые XIX века, он был универсалом.

Родился Чарльз в феврале 1802 г. в Глостере (Южная Англия) в семье музыкальных дел мастера. По окончании школы сам занялся изготовлением музыкальных инструментов. Переехав в Лондон, открыл собственную мастерскую и даже изобрел в 1829 г. концертино - кнопочный пневматический музыкальный инструмент.

Однако увлекся математикой и физикой и вскоре опубликовал первую статью - "Новые исследования о звуке". С 1834 г. Чарльз целиком посвящает себя научной работе. Занявшись изучением разрядных электрических батарей, он определяет продолжительность разрядной искры и скорость разрядного тока.

Продолжая исследования в области акустики, он одновременно положил начало спектроскопии. В 1838 г. ученый изобретает зеркальный стереоскоп, а в 1839-м - хроноскоп для измерения продолжительности малых интервалов времени. С 1836 г. Уитстон - член Лондонского Королевского общества.

К 1840 г. относится изобретение электрохронометрических часов, которые вскоре нашли широкое применение.

В электротехнике его имя увековечено изобретением моста для измерения электрического сопротивления проводников (в 1843 г.). Этот мост - один из ранних электроизмерительных приборов - под названием "моста Уитстона" описан в учебниках всего мира. Его изобретение послужило основой для нового направления в технике - создания мостовых измерительных схем.

Особенно значительны заслуги Уитстона в области электросвязи. В 1837 г. он вместе с Уильямом Куком, который привез в Англию копию телеграфного аппарата Шиллинга, начал работать над его усовершенствованием. Руководствуясь открытым Шиллингом принципом электромагнитного телеграфирования, они в 1837-1838 гг. запатентовали конструкции более новых аппаратов, где магнитные стрелки под воздействием импульсов тока непосредственно указывали на нужную букву или цифру. При этом отпадала необходимость в переводном коде.

Телеграф Уитстона - Кука получил широкое распространение на английских железных дорогах. Первая в мире действующая телеграфная линия протяженностью 21 км была построена в июле 1839 г.

В 1840 г. этими же учеными был сконструирован еще более совершенный однострелочный аппарат с часовым механизмом.

С именем Уитстона связано решение проблемы дальности телеграфной передачи посредством организации на трассе переприемных станций, так называемых телеграфных трансляций.

Когда с линии поступал ослабленный сигнал, ток проходил через чувствительное реле, воздействовавшее на дополнительный электромагнит, который замыкал цепь находившейся на станции местной батареи. "Свежий" ток от батареи шел в электромагнит приемопередающего устройства и далее снова на линию. При перерыве поступления линейного тока прекращалось действие местной батареи. Таким образом трансляционное устройство повторяло фазы замыкания и размыкания тока, осуществлявшиеся нажатием ключа на передающей станции. Схема реле со вспомогательной батареей долгое время называлась трансмиттером Уитстона.

В Англии телеграф Уитстона - Кука применялся на протяжении полувека. Королева Виктория за его разработку и внедрение обоим присвоила рыцарские звания.

В 1841 г. Уитстон предложил соединить подводным телеграфным кабелем Англию и Францию; он разработал проект линии и описал конструкцию подводного кабеля, способы его прокладки и извлечения в случае повреждения. В 1845 г. проект был выставлен для всеобщего обозрения на Версальском вокзале в Париже. Наконец по инициативе ученого в 1850 г. была начата прокладка морского телеграфного кабеля по дну пролива между городами Дувром и Кале, успешно завершившаяся в 1851-м.

К концу пятидесятых (1858 г.) неутомимый Уитстон изобрел автоматический телеграфный аппарат с использованием перфоленты, на которой дырочки, расположенные соответствующим образом, обозначали точки и тире азбуки Морзе. На таком аппарате можно было передавать до 500 букв в минуту, т. е. в пять-шесть раз больше, чем при ручной работе посредством ключа.

Эти передатчики использовались и в первой половине XX века. По воспоминаниям маршала войск связи И. Т. Пересыпкина, ими наряду с аппаратами Бодо и старт-стопными СТ-35 была оснащена Красная Армия в период Великой Отечественной войны.

А принцип дифференциального моста Уитстона использовался для образования искусственных цепей на телеграфных станциях при дуплексной, диплексной и квадруплексной передаче. Умер Чарльз Уитстон 19 октября 1875 г. в Париже.

Статья опубликована в PC Week/RE №5, 2002 г., стр. 17.
Перепечатывается с разрешения редакции